传热学核心考点模拟试题.pdf

传热学传热学模拟试题模拟试题 一一 一一 填空题填空题 1 导热系数是由式定义的 式中符号 q 表示沿 n 方向的 是 2 可以采用集总参数法的物体 其内部的温度变化与坐标 3 温度边界层越 则对流换热系数越小 为了强化传热 应使温度边界层 越 越好 4 凝结换热的两种形式是 和 5 保温材料是指 的材料 6 P r 普朗特数 即 它表征了 的 相对大小 7 热辐射是依靠 传递能量的 它可以在 进行 8 同一温度下黑体的辐射能力 吸收能力 9 热水瓶的双层玻璃中抽真空是为了 1 0 换热器传热计算的两种方法是 二二 单项选择题单项选择题 1 热量传递的三种基本方式是 A 热对流 导热 辐射 B 复合换热 热辐射 导热 C 对流换热 导热 传热过程 D 复合换热 热辐射 传热过程 2 无量纲组合用于对流换热时称为 准则 A R e 雷诺 B P r 普朗特 C N u 努谢尔特 D G r 格拉晓夫 3 对流换热以 作为基本计算式 A 傅立叶定律 B 牛顿冷却公式 C 普朗克定律 D 热路欧姆定律 4 下述几种方法中 强化传热的方法是 A 夹层抽真空 B 增大当量直径 C 增大流速 D 加遮热板 5 当采用加肋片的方法增强传热时 将肋片加在 会最有效 A 换热系数较大一侧 B 换热系数较小一侧 C 随便哪一侧 D 两侧同样都加 6 下列各参数中 属于物性参数的是 A 换热系数 B 传热系数 C 吸收率 D 导温系数 7 某热力管道采用两种导热系数不同的保温材料进行保温 为了达到较好的 保温效果 应将 材料放在内层 A 导热系数较大的材料 B 导热系数较小的材料 C 任选一种均可 D 不能确定 8 物体能够发射热辐射的基本条件是 A 温度大于 0 K B 具有传播介质 C 具有较高温度 D 表面较黑 9 下述哪种气体可以看作热辐射透明体 1 的气体 A 二氧化碳 B 空气 C 水蒸汽 D 二氧化硫气体 1 0 灰体的吸收比与投射辐射的波长分布 A 无关 B 有关 C 具有选择性 D 具有一定函数关系 三三 简答题简答题 1 试比较准则数 N u 和 B i 的异同 2 应用准则关联式求管内对流换热系数时 定性温度如何确定 确定定性温度有何 用处 3 用热电偶测量炉膛出口的烟气温度 有哪些因素会引起误差 对此可采取哪些措施 4 有一钢管换热器 热水在管内流动 空气在管间作多次折流 横向冲刷管束以冷 却管内热水 拟改造采用管外加肋片并换钢管为铜管来增加冷却效果 试从传热角度 来评价这个方案 四四 计算题计算题 共共 3 23 2 分分 1 一温度为 2 0 的园钢 长 0 3 m 直径为 0 0 6 m 热导率为 3 5W m K 密度为 7 8 0 0 k g m 3 比热容为 4 6 0 J k g K 通过长 6 m 温度为 1 2 5 0 的加热炉时表面传热 系数为 1 0 0W m 2 K 如欲将园钢加热到 8 5 0 试求园钢通过加热炉的速度 2 用实验测定一薄壁管的流体平均对流换热系数 蒸汽在管外凝结并维持管内壁温 度为 1 0 0 水在管内流动 流量为 G 0 5 k g s 水温从 1 5 升到 4 5 管的内径 d 5 0 m m 长 L 4 5 m 试求管内流体与壁面间的平均换热系数 已知水在 3 0 时 cp 4 1 7 4 J k g K 6 分 3 如图所示的一矩形受热面接受一加热器的辐射加热 该矩形表面长 3 m 宽 1 m 温度 T2 6 0 0 K 加热器温度 T1 1 0 0 0 K 两表面互相平 行 相距为 1 m 加热系统置于一大房间之中 房间壁温为 3 0 0 K 试求受热面接受的 辐射换热量 假设加热器表面及受热面均是漫射的灰体表面 X1 2 X2 1 0 3 2 8 分 4 在一逆流式水 水换热器中 管内为热水 进口温度 1 0 0 出口温度 8 0 管外流过冷水 进口温度 2 0 出口温度 7 0 总换热量 3 5 0 k W 共有 5 3 根内径为 1 6 m m 壁厚为 1 m m的管子 管壁导热系数 4 0 W m K 管外流体的表面传热系数 h0 1 5 0 0W m 2 K 管内流体为一个 流程 假设管子内 外表面都是洁净的 试确定所需的管子长度 1 0 分 准则方程 水的物性简表 2 04 1 8 39 9 8 25 9 91 0 0 41 0 0 67 0 2 4 54 1 7 49 9 0 16 4 1 56 0 1 40 6 0 83 9 3 7 04 1 8 79 7 7 76 6 84 0 6 10 4 1 52 5 5 8 04 1 9 59 7 1 86 7 43 5 5 10 3 6 52 2 1 9 04 2 0 89 6 5 36 8 03 1 4 90 3 2 61 9 5 1 0 04 2 2 09 5 8 46 8 32 8 2 50 2 9 51 7 5 传热学传热学模拟试题模拟试题 一一 答案答案 一 填空题 1 热流密度 物体温度沿 n 方向的变化率 2 无关 3 厚 薄 4 珠状凝结和膜状凝结 5 导热系数小 6 动量扩散厚度 流动边界层 与能量扩散厚度 热边界层厚度 7 电磁波 真空 8 最强 最强 9 减小对流换热 1 0 平均温差法和效能 传热单元数法 二 选择题 1 A 2 C 3 B 4 C 5 B 6 D 7 B 8 A 9 B 1 0 A 三 简答题 共 2 8 分 1 答 从形式上看 N u 数 与 B i 数 完全相同 但二 者物理意义却不同 1 N u 数中的为流体的 导热系数 而一般 h 未知 因而 N u 数一般是待定 准则 N u 数的物理意义表示壁面附近流体的无量纲温度梯度 他表示流体对流 换热的强弱 2 B i 数中的 为导热物体的导热系数 且一般情况下 h 已知 B i 数一般是 已定准则 B i 数的物理意义是导热物体内部导热热阻 与外部对流热阻 的 相对大小 2 答 定性温度是指计算流体物性时所采用的温度 应用准则关联式求管内对流换热系数时 定性温度原则上取进出口截面流体 温度 的平均值 定性温度用以计算流体的物性 在整理实验数据时按定性温度计算物性 则 整个 流场中的物性就可认为是相应与定性温度下的值 即相当于把物性视为常数 于 是物 性场相似的条件即自动满足 对同一批实验数据 定性温度不同使所得的准则方 程 也可能不同 3 答 热电偶测温产生误差的原因主要有两个 1 由于热电偶本身向根部导热引起的 2 由于热电偶与周围冷表面辐射传热造成的 针对上述两个原因 有效措施为 1 热电偶的插入深度足够长 第一种测温误差即可避免 2 采用抽气遮热罩式热电偶 减少热电偶的辐射散热量 4 答 传热效果增强 分析如下 1 强化传热时 对热阻比较大的一侧流体换热下功夫 往往能收到显著的效 果 即在传热温差不变时 改变传热过程中热阻大的那一环节的热阻 可以大大增加 传 热过程的传热量 2 一般来说 如果要采取加肋片的方式强化传热过程的话 在 h 较小的一侧 加肋 片才能收到显著的强化效果 3 铜的导热系数 纯铜为 3 9 9 W m K 比钢的导热系数 碳钢约为 3 6 7W Mk 大 4 横向冲刷时表面传热系数大 横向冲刷时热边界层薄且存在由于边界层 分离而产生的漩涡 增加了流体的扰动 因而换热强 四 计算题 1 解 1 特征尺寸 2 用毕渥数来判断 此处近似取 所以本题可用集总参数法分析 3 通过加热炉所需时间 代入已知数据得 求解得 4 圆钢通过加热炉的速度 2 解 水的定性温度 tf 1 5 4 5 2 3 0 水侧吸热量为 管内换热面积为 A d L 0 0 5 4 5 0 7 0 7 园管内对流换热的进出口换热温压 平均换热温压 所以 3 解 本题属 3 表面组成封闭系的辐射换热问题 因房间表面积 A3很大 其表 面热阻 可取为零 因此 J3 Eb 3是个已知量 其辐射网络图如下 其中 又因 X1 2 X2 1 0 3 2 X1 3 X2 3 1 0 3 2 0 6 8 则节点方程组 带入已知值 得 J1 4 6 1 4 3 2 5 J2 1 1 2 1 2 5 表面辐射净换热量为负值表示该表面获得热量 4 解 a 计算管内平均换热系数 共 4 分 b 计算传热系数 c 计算传热平均温差 d 计算传热面积及管子长度 传热学传热学模拟试题模拟试题 二二 一一 单项选择题单项选择题 1 在使用遮热板减少辐射换热时 选用材料的黑度 A 要大 B 要小 C 任意 D 要一样 2 影响大容器饱和核态沸腾的因素主要是壁面过热度和 A 蒸汽流速 B 汽化核心数 C 表面传热系数 D 导热系数 3 温度梯度的方向是指向温度 A 增加方向 B 降低方向 C 不变方向 D 趋于零方向 4 大平板采用集总参数法的判别条件是 A Bi 0 1 B Bi 1 C Bi 1C 以上两个准则方程式的定性温度均为流体的平均温度 w 的定性温度为管内壁温度 特性尺度为管内径 传热学传热学模拟试题模拟试题 五五 答案答案 一一 选择题选择题 1 A2 C3 B4 A5 D 6 D7 D8 C9 D1 0 C 二二 填空题填空题 1 1 6 1 7 或 6 1 7 1 2 7 2 5 7 6 W m2或 7 2 6 W m2 1 3 冷流体 1 4 波长或 复合 1 5 复合 1 6 热冷流体 或 冷热流体 也可 热流体和冷流体 也可 1 7 辐射 1 8 肋壁实际散热量 1 9 较大或 大 较高 2 0 管程数 三三 名词解释名词解释 2 1 换热器的实际传热量与最大可能传热量之比 或 2 2 高于液体饱和温度的热壁面沉浸在具有自由表面的液体中所发生的沸腾 2 3 物体内各点温升速度不变的导热过程 2 4 吸收率等于 1的物体 2 5 对流换热与辐射换热同时存在的综合热传递过程 四四 简答题简答题 2 6 1 气体的辐射 和吸收 对波长有强烈的选择性 即它只能辐射和吸收 某些波长范围内的能量 2 气体的辐射 和吸收 是在整个容积中进行的 固体和液体不能穿透 热射线 所以它们的辐射 和吸收 只在表面进行 2